JP6317165B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤサイド部に、タイヤ幅方向に沿う断面形状が三日月状をなすサイド補強ゴムを配設したランフラットタイヤに関するものである。

タイヤサイド部に、タイヤ幅方向に沿う断面形状が三日月状をなすサイド補強ゴムを配設した、いわゆるサイド補強型のランフラットタイヤでは、タイヤサイド部へのサイド補強ゴムの配設に起因してタイヤの縦ばね定数が大きくなり、乗り心地性能が低下することが知られている。

特許文献１には、トレッドを非常に丸い輪郭形状とすることで、サイド補強ゴムのゴムボリュームを低減でき、ランフラット性能を確保しながらタイヤ質量の増加や乗り心地性の低下を低く抑える発明が記載されている。

特開２００７−０６９７７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたタイヤでは、トレッドが非常に丸い輪郭形状となって、タイヤサイド部に設けることのできるサイド補強ゴムの体積が減少することによりランフラット走行時のサイド補強ゴム層の歪が大きくなるため、ランフラット耐久性能が悪化する懸念があった。

さらに従来、ランフラットタイヤの主な技術課題は、乗り心地性とランフラット耐久とを両立させることであった。一方で主な市場である欧州において燃費規制が開始されることから、ランフラットタイヤにおいて転がり抵抗の低減を要求されるようになった。
通常のタイヤにおける転がり抵抗の低減の一つの手法としては、一対のトレッド端間のタイヤ幅方向の半幅をＴＷ、タイヤ最大幅の半幅をＳＷとしたときに、比ＴＷ／ＳＷを小さくすることが挙げられる。ＴＷを小さくしてクラウン部のゴム量を少なくすることで、重量、転がり抵抗を低減することができる。このような観点からは、従来、扁平率４５以下ではＴＷ／ＳＷ≦０．８８、扁平率５０以上ではＴＷ／ＳＷ≦０．８３とすることが好ましく、高扁平になるほど、比ＴＷ／ＳＷを小さくすることが好ましかった。
しかし、ランフラットタイヤにおいて、比ＴＷ／ＳＷを小さくすると、パンク時のタイヤのショルダー部の変形が大きくなるため、ランフラット耐久が悪化し、それを補うためにランフラット補強ゴムのゲージを厚くすると、転がり抵抗が悪化するという問題があった。

そこで、本発明の目的は、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減と、を両立させたランフラットタイヤを提供することにある。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明のランフラットタイヤは、一対のビード部間をトロイダル状に跨るカーカスと、
前記カーカスのタイヤ幅方向内側にタイヤ幅方向断面形状が三日月状のサイド補強ゴムと、を備え、
前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態の際の、一対のトレッド端間のタイヤ幅方向の半幅をＴＷ（ｍｍ）、前記トレッド端のタイヤ径方向の落ち高をＴＷＨ（ｍｍ）、タイヤ最大幅の半幅をＳＷ（ｍｍ）、タイヤの断面高さをＳＨ（ｍｍ）とし、タイヤ赤道面から０．６ＳＷ（ｍｍ）タイヤ幅方向外側におけるタイヤの落ち高をＤ（ｍｍ）とするとき、以下の関係式、
０．０９≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９、かつ、
Ｄ／ＳＨ≦０．０５、かつ、
０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９４
を満たすことを特徴とするものである。
この構成によれば、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減と、を両立させることができる。

ここで、「適用リム」とは、タイヤサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいい、「規定内圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「最大負荷能力」とは、下記の規格でタイヤに負荷されることが許容される最大の質量をいう。そして、その規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、例えば、アメリカ合衆国では、“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．”の“ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ”の“ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では、“日本自動車タイヤ協会”の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。
また、「落ち高」とは、上記基準状態において、所定のタイヤ幅方向位置におけるトレッド表面と、タイヤ赤道面におけるトレッド表面位置とのタイヤ径方向距離をいうものとする。さらに、「トレッド端」とは、ランフラットタイヤを適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填したタイヤを、最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態でタイヤを転動させた際に、路面に接触することになる、タイヤの全周にわたる外周面（トレッド踏面）のタイヤ幅方向両端を指す。さらにまた、「タイヤ断面高さ」とは、タイヤ幅方向断面において、ビードベースからタイヤ径方向最外側位置までのタイヤ径方向距離をいう。

また、本発明のランフラットタイヤにあっては、０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９２、を満たすことが好ましい。
この数値範囲によれば、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減とを、より高次元で両立させることができる。

さらに、本発明のランフラットタイヤにあっては、０．１２≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９、を満たすことが好ましい。
この数値範囲によれば、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減とを、より高次元で両立させることができる。

本発明によれば、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減と、を両立させたランフラットタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるランフラットタイヤのタイヤ幅方向断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるランフラットタイヤのタイヤ幅方向断面図である。図１は、タイヤ赤道面ＣＬを境界とする半部のみを示しており、残りの半部については図示している半部と同様の構成であるため省略している。また、図１は、ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態の際のランフラットタイヤを示すものである。

図１に示すように、本実施形態のランフラットタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）は、一対（図示では片側のみ）のビードコア１ａが埋設されたビード部１間をトロイダル状に跨るカーカス本体部２ａと、該カーカス本体部２ａから連続してビードコア１ａの周りで折り返されてなるカーカス折り返し部２ｂとからなるカーカス２と、を備えている。図示例では、カーカス折り返し部２ｂの端部は、タイヤ最大幅部よりもタイヤ径方向外側に位置しているが、例えば、カーカス折り返し部２ｂの端部をベルト層３ａ、３ｂのタイヤ幅方向端部よりタイヤ幅方向内側まで延在させることができる。カーカス２は、例えば、有機繊維コードやスチールコード等からなる少なくとも１枚のカーカスプライで構成することができる。

また、図示例では、カーカス２のタイヤ径方向外側には、２層のベルト層３ａ、３ｂからなるベルト３と、１層のベルト補強層４と、トレッド５とを、順に備えている。図示例では、２層のベルト層３ａ、３ｂは、有機繊維コードやスチールコード等がタイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードからなり、２層のベルト層３ａ、３ｂのベルトコードは、互いに交差する向きに延びている。また、図示例で、ベルト補強層４は、実質的にタイヤ周方向に延びる有機繊維コードやスチールコード等からなる。ベルト３、ベルト補強層４の層数、材質、配置域、その他の構成は、必要に応じて適宜変更することができる。例えば、ベルト補強層４は、ベルト層３ａ、３ｂのタイヤ幅方向外側端部付近のみ２層とすることができる。

さらに、図１に示すように、このタイヤは、サイド部において、カーカス２のタイヤ幅方向内側にタイヤ幅方向断面形状が三日月状のサイド補強ゴム６を備えている。すなわち、サイド補強ゴム６は、タイヤ幅方向断面において、該サイド補強ゴム６のタイヤ径方向中央位置付近からタイヤ径方向内側及び外側に向かってタイヤ幅方向の厚さが漸減し、かつ、タイヤ幅方向外側に凸に突出した形状をしている。図１に示すように、サイド補強ゴム６は、タイヤ径方向中央位置付近に最大厚さＧａを有している。ここで、サイド補強ゴム６の最大厚さＧａは、タイヤ幅方向断面において、サイド補強ゴム６の、曲線をなすタイヤ幅方向の内表面上の点と、その点で引いた法線がサイド補強ゴム６のタイヤ幅方向の外表面と交わる点との距離の最大値である。このようなサイド補強ゴム６を配設することにより、パンク等によってタイヤの内圧が低下した状態においても、車体重量の支持に寄与するサイド補強ゴム６が、ある程度の距離を安全に走行することを可能にする。

ここで、図１に示すように、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側には、ビードフィラ７が配置されている。ビードフィラ７は、この例では、タイヤ径方向外側の先端部分のタイヤ幅方向の幅が狭くなる先細りの形状をなしている。また、図１に示すように、タイヤ内面には空気不透過性に優れたインナーライナー８が配置されている。

ここで、上記基準状態において、一対のトレッド端ＴＥ間のタイヤ幅方向の半幅をＴＷ（ｍｍ）、トレッド端ＴＥのタイヤ径方向の落ち高をＴＷＨ（ｍｍ）、タイヤ最大幅の半幅をＳＷ（ｍｍ）、タイヤの断面高さをＳＨ（ｍｍ）とし、タイヤ赤道面ＣＬから０．６ＳＷ（ｍｍ）タイヤ幅方向外側におけるタイヤの落ち高をＤ（ｍｍ）とする。
このとき、本実施形態のランフラットタイヤにあっては、以下の関係式（１）〜（３）を同時に満たすことを特徴とするものである。
（１）０．０９≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９
（２）Ｄ／ＳＨ≦０．０５
（３）０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９４
以下、本実施形態のランフラットタイヤの作用効果について説明する。

まず、関係式（１）について説明する。
本実施形態では、比ＴＷＨ／ＴＷを０．０９以上としているため、トレッド５の変形可能領域が広くなっている。従って、低荷重時から常用荷重時（最大負荷能力の７０％程度）において、荷重変動に対する負荷をトレッド５の変形で受け持つことができ、タイヤサイド部の変形を抑制してタイヤの縦ばね定数を小さくすることができる。よって、通常走行時での乗り心地性を向上させることができる。一方で、比ＴＷＨ／ＴＷが０．１９超だと、ランフラット走行時の変形を抑制することができず、ランフラット走行時の耐久性能が低下してしまう。以上のように、関係式（１）を満たすことにより、通常走行時での乗り心地性とランフラット走行時の耐久性能とを両立させることができる。

次に、関係式（２）について説明する。
本実施形態では、比Ｄ／ＳＨを０．０５以下としているため、トレッド５のタイヤ幅方向中央域において、接地面積を大きく確保することができる。従って、ランフラット走行時のサイド補強ゴム６の歪みを小さく抑えて、ランフラット走行時の耐久性能を向上させることができる。このように、関係式（２）を満たすことにより、ランフラット走行時の耐久性能を向上させることができる。
一方で、通常荷重時（最大負荷荷重の７０〜８０％程度）にショルダー部の変形を抑制して転がり抵抗の悪化を抑制するためには、比Ｄ／ＳＨ≧０．０２とすることが好ましい。

次に、関係式（３）について説明する。
本実施形態では、比ＴＷ／ＳＷを０．９４以下としているため、トレッドゴムの量を低減して転がり抵抗を低減することができる。一方で、本実施形態では、比ＴＷ／ＳＷを０．８９以上としているため、トレッドゴムの歪みを低減して転がり抵抗を低減することができる。このように、関係式（３）を満たすことにより、転がり抵抗を低減することができる。

以上のように、上記関係式（１）〜（３）を同時に満たすことにより、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減と、を両立させることができる。

ここで、本発明のランフラットタイヤにおいては、以下の関係式（４）
（４）０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９２
を満たすことが好ましい。
上述したのと同様の理由により、比ＴＷ／ＳＷを０．９２以下とすることにより、トレッドゴムの量をさらに低減して転がり抵抗をさらに低減することができ、一方で、比ＴＷ／ＳＷを０．８９以上とすることにより、トレッドゴムの歪みをさらに低減して転がり抵抗をさらに低減することができるからである。

さらに、本発明のランフラットタイヤにおいては、以下の関係式（５）
（５）０．１２≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９
を満たすことが好ましい。
上述したのと同様の理由により、比ＴＷＨ／ＴＷを０．１２以上とすることにより、通常走行時での乗り心地性をさらに向上させることができるからである。

また、本発明にあっては、トレッド端ＴＥにおけるタイヤ外表面の曲率半径Ｒは、３５ｍｍ以下であることが好ましく、２５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
ランフラット走行時にサイド部の倒れ込みを抑制し、ランフラット走行時の耐久性能を向上させることができるからである。

さらに、本発明にあっては、サイド補強ゴム６の最大厚さＧａは、ＳＨ≦１１０（ｍｍ）では、６〜８ｍｍとすることが好ましい。６ｍｍ以上とすることにより、ランフラット耐久性を確保することができ、一方で、８ｍｍ以下とすることにより、転がり抵抗の悪化を抑制ことができるからである。また、サイド補強ゴム６の最大厚さＧａは、１１０（ｍｍ）≦ＳＨ≦１３０（ｍｍ）では、８〜１０ｍｍとすることが好ましい。８ｍｍ以上とすることにより、ランフラット耐久性を確保することができ、一方で、１０ｍｍ以下とすることにより、転がり抵抗の悪化を抑制することができるからである。

本発明の効果を確かめるため、発明例１〜２０及び比較例１〜１１にかかるタイヤを試作して、以下のタイヤ性能を評価する試験を行った。

＜縦ばね定数＞
各タイヤを、ＪＡＴＭＡに規定される標準リムに組み付けた後、タイヤ内圧２３０ｋＰａを充填した状態で、最大負荷能力に対応する荷重の７０％の荷重をタイヤ径方向に加え、タイヤのタイヤ径方向の撓みを測定した。ここで、表１〜表６に示す指数は、数値が小さいほど乗り心地性能に優れることを示す。
＜ランフラット耐久性能＞
各タイヤについて、ＩＳＯ条件に従うランフラット耐久ドラムの走行距離を測定した。ここで、表１〜表６に示す指数値は、数値が大きいほどランフラット耐久性能に優れていることを示す。
＜転がり抵抗＞
各タイヤについて、ＩＳＯ条件に従う転がり抵抗を測定した。ここで、表１〜表６に示す指数値は、数値が小さいほど転がり抵抗が低減されていることを示す。
なお、表１〜表６において、曲率半径Ｒ（ｍｍ）とは、トレッド端ＴＥにおけるタイヤ外表面の曲率半径を意味する。

まず、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の発明例１〜４及び比較例１、２にかかるタイヤについて、比ＴＷＨ／ＴＷを変化させたときのタイヤの各性能を評価した。各タイヤの諸元及び評価結果を表１に示している。同様に、タイヤサイズ２５５／３５Ｒ１９の発明例５〜８及び比較例３、４にかかるタイヤについて、比ＴＷＨ／ＴＷを変化させたときのタイヤの各性能を評価した。各タイヤの諸元及び評価結果を表２に示している。なお、表１においては、比較例１の各評価結果を１００とした相対値で示し、表２においては、比較例３の各評価結果を１００とした相対値で示している。

表１、表２に示すように、０．０９≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９の範囲で、通常走行時での乗り心地性とランフラット走行時の耐久性能とを両立させることができていることがわかる。また、比ＴＷＨ／ＴＷが０．１２以上の場合に特に、通常走行時での乗り心地性に優れていることが分かる。

次に、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の発明例９、１０及び比較例５にかかるタイヤについて、比Ｄ／ＳＨを変化させたときのタイヤの各性能を評価した。各タイヤの諸元及び評価結果を表３に示している。同様に、タイヤサイズ２５５／３５Ｒ１９の発明例１１、１２及び比較例６にかかるタイヤについて、比Ｄ／ＳＨを変化させたときのタイヤの各性能を評価した。各タイヤの諸元及び評価結果を表４に示している。なお、表３においては、比較例５の各評価結果を１００とした相対値で示し、表４においては、比較例６の各評価結果を１００とした相対値で示している。

表３、表４に示すように、比Ｄ／ＳＨ≦０．０５を満たす場合に、ランフラット走行時の耐久性能を向上させることができていることがわかる。

次に、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の発明例１３〜１６及び比較例８、９にかかるタイヤについて、比ＴＷ／ＳＷを変化させたときのタイヤの各性能を評価した。各タイヤの諸元及び評価結果を表５に示している。同様に、タイヤサイズ２５５／３５Ｒ１９の発明例１７〜２０及び比較例１０、１１にかかるタイヤについて、比ＴＷ／ＳＷを変化させたときのタイヤの各性能を評価した。各タイヤの諸元及び評価結果を表６に示している。お、表５においては、比較例８の各評価結果を１００とした相対値で示し、表６においては、比較例１０の各評価結果を１００とした相対値で示している。

表５、表６に示すように、０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９４を満たす範囲で転がり抵抗値が良好であることがわかる。特に、０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９２の範囲では、さらに転がり抵抗値が良好である。

以上のように、上記関係式（１）〜（３）を同時に満たすことにより、通常走行時の乗り心地性能と、ランフラット走行時の耐久性能と、転がり抵抗の低減と、を両立させることができる。

また、上記関係式（４）を満たすことにより、特に、通常走行時での乗り心地性に優れ、さらに、上記関係式（５）を満たすことにより、特に、転がり抵抗を低減することができることがわかる。

１ ビード部
１ａ ビードコア
２ カーカス
２ａ カーカス本体部
２ｂ カーカス折り返し部
３ａ、３ｂ ベルト層
３ ベルト
４ ベルト補強層
５ トレッド
６ サイド補強ゴム
７ ビードフィラ
８ インナーライナー
ＣＬ タイヤ赤道面
ＴＥ トレッド端

Claims (3)

1. 一対のビード部間をトロイダル状に跨るカーカスと、
   前記カーカスのタイヤ幅方向内側にタイヤ幅方向断面形状が三日月状のサイド補強ゴムと、を備えたランフラットタイヤであって、
   前記ランフラットタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした、基準状態の際の、一対のトレッド端間のタイヤ幅方向の半幅をＴＷ（ｍｍ）、前記トレッド端のタイヤ径方向の落ち高をＴＷＨ（ｍｍ）、タイヤ最大幅の半幅をＳＷ（ｍｍ）、タイヤの断面高さをＳＨ（ｍｍ）とし、タイヤ赤道面から０．６ＳＷ（ｍｍ）タイヤ幅方向外側におけるタイヤの落ち高をＤ（ｍｍ）とするとき、以下の関係式、
   ０．０９≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９、かつ、
   Ｄ／ＳＨ≦０．０５、かつ、
   ０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９４
   を満たすことを特徴とする、ランフラットタイヤ。
2. ０．８９≦ＴＷ／ＳＷ≦０．９２
   を満たす、請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. ０．１２≦ＴＷＨ／ＴＷ≦０．１９
   を満たす、請求項１又は２に記載のランフラットタイヤ。

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